وقتی ربات به جای شما بو می کشد

هر وقت صحبت از بینی می شود، به یاد بینی های عمل کرده یا مشکلاتی که پیش و پس از عمل پیش می آید ، می افتیم. بعضی افراد معتقدند این عضو چندان هم به دردبخور نیست

کد خبر: ۱۰۱۹۲۷

غافل از این که درک ما از بسیاری از مواد غذایی به سلولهای گیرنده حساس بویایی در بینی بستگی دارد و اگر بینی نبود، شاید تعریف ما از عطر و طعم غذاها و حتی لذتی که از خوردن آنها می بریم به گونه ای دیگر بود ؛ اما این عضو تا آن اندازه مهم است که در صنایع غذایی ، سالهای سال مجبور بودند افراد مجرب و ماهر در زمینه عطر و بوی غذاها را استخدام کنند تا نتیجه کار قابل قبول باشد، اما مثل همیشه با وجود خطاهایی که در تشخیص انسانی وجود دارد، علم به کمک می آید و سنسورهای حساسی را تولید می کند که می تواند کار بینی انسان را انجام دهد. با تشکر از صفورا پیرستانی ، مهدی کدیور و محمدحسین عزیزی ، اعضای هیات علمی دانشگاه که در تهیه این گزارش ما را یاری کردند.
بینی الکترونیکی بر مبنای این واقعیت که طعم و بو و ترکیبات فرار همیشه از طریق حس بویایی درک شده و تشخیص داده می شود، طراحی شده است.
ترکیبات فرار یا نیمه فرار پس از انجام واکنش با سنسورهای بیولوژیکی به ما در شناسایی بو کمک می کنند. در صنایع غذایی اندازه گیری عوامل موثر بر کیفیت ، عامل بسیار مهمی برای اطمینان از ثبات کیفی محصول است ، به این ترتیب از دیرباز در بسیاری از مراحل تولید موادغذایی استفاده از روشهای تشخیص و تجزیه عطر و بو در موادغذایی ضروری به نظر می رسد. تا امروز برای آنالیز عطر و بو در مواد غذایی از روشهای حسی یا دستگاه های تجزیه ای استفاده می شد و حتی گاهی هم از افراد مجرب و ماهر برای تشخیص عطر و بو استفاده می شده است.
از آنجا که حس بویایی انسان تاثیرپذیر است و بیماری و عوامل دیگر می تواند تاثیرات منفی بر عملکرد او داشته باشد و همین طور مقایسه نمونه ها به صرف زمان طولانی و هزینه بالا نیاز دارد. امروزه در این صنایع از دستگاه های تجزیه عطر و بو استفاده می کنند. مزیت این نوع دستگاه ها بر روشهای متداول گذشته این است که روشهای تجزیه کلاسیک ازجمله کروماتوگرافی گازی و... تنها قادرند مواد شیمیایی را از هم مجزا و مقدار و نوع این مواد را شناسایی کنند و نمی توانند تعیین کنند که یک جزئ به طور خاص بودار است یا نیست و از طرفی تطابق اطلاعات به دست آورده هم نسبتا مشکل و پرهزینه است. شاید یکی از مهمترین دلایل برای ساخت بینی های الکترونیکی هم همین مساله و نیاز به تکنیک های غیرمخرب خودکار که قادر به شناسایی عطر و بوی موادغذایی باشند، بوده اس.

بینی الکترونیکی یعنی چه؛

این فناوری جدید شامل مجموعه ای از سنسورهای گازی شیمیایی با گزینش پذیری و حساسیت بالاست که می تواند ترکیبات فرار و نیز فرار موجود در فضای بالای نمونه را اندازه گیری کند و داده ای آماری چند متغیره به دست آمده را با کمک سیستم تشخیص الگو که نوعی شبکه عصبی مصنوعی است ، تجزیه کند. بینی الکترونیکی در برخی جنبه ها به بینی انسان شباهت دارد و به همین علت ، به این نام شناخته شده است.

بینی الکترونیکی قادر است نمونه ها را با یکدیگریا با استاندارد مرجع مقایسه کند

قوه ادراک بویایی براساس بر هم کنش شیمیایی میان ترکیبات فرار بو و گیرنده های حسی بویایی در حفره بینی عمل می کند. سیگنال های حاصل از طریق سیناپس ها و نورون های ثانویه به مغز انتقال پیدا کرده و به سیستم لیمبیک در کورتکس مغز هدایت شده که در آنجا تشخیص بو با استفاده از الگوهای شناسایی شبکه عصبی صورت می گیرد. در اصل ، نورون های اولیه با سنسورهای شیمیایی متناظر هستند که نسبت به بوهای مختلف حساسیت متفاوت دارند. با برهم کنش شیمیایی میان ترکیبات فرار و سنسورهای گازی وضعیت شیمیایی سنسور تغییر کرده و سیگنال های الکتریکی می دهد. سیگنال های حاصل از هر کدام از سنسورها نشان دهنده الگویی است که برای مخلوط گازی اندازه گیری شده ، منحصر به فرد است و به وسیله تکنیک های شناسایی الگوی چند متغیره نظیر شبکه عصبی مصنوعی که مغز دستگاه است ، تفسیر می شود.

چرا بینی الکترونیکی؛

بینی الکترونیکی قادر است در تجزیه هایی که انجام می دهد، نمونه ها را با یکدیگر یا با استاندارد مرجع مقایسه کند ؛ همچنین در کنترل کیفیت با استفاده از این فناوری ، می توانیم اطلاعات حسی را برای تنظیم مرز قابل قبول بودن و نبودن نمونه ها و همین طور انطباق محصول به دست آوریم. بینی الکترونیکی با نشان دادن تغییرات موجود در طعم حاصل از افزودن طعم دهنده ها و دیگر افزودنی های فرمول های مختلف تطابق رقابتی ایجاد کرده و به فرمول سازان در انتخاب اجزای طعم دهنده مناسب از نظر هزینه در فرآیند کمک می کند.

تفاوت بینی الکترونیکی و بینی انسان

سنسورهای موجود در بینی الکترونیکی پتانسیل اطلاعاتی بالایی دارد و یک الگوی منحصر به فرد از مواد فرار ارائه می کند. در واقع بینی الکترونیکی و بینی انسان با احساس همزمان تعداد زیادی از ترکیبات عمل و یک الگوی پاسخ ارائه می کند، از طرفی بینی الکترونیکی گزینش پذیری و حساسیت بالایی نسبت به بینی انسان دارد و سنسورهای بینی الکترونیکی نسبت به ترکیبات فرار بودار و فرار بی بو عکس العمل نشان می دهد. با در نظر گرفتن جمیع شرایط به نظر می رسد طراحی یک بینی الکترونیکی با پاسخ مشابه بینی انسان برای ترکیبات خاص امکان پذیر و بسیار به صرفه باشد.